太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)期末試卷及答案

1、20XX年太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)期末試卷及答案20XX級(jí)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)試卷一、單項(xiàng)選擇題（本大題共12小題，每小題1分，共12分）1 .在地球大氣層之外，地球與太陽(yáng)平均距離處，垂直于太陽(yáng)光方向的單位面積上的輻射能基本上為一個(gè)常數(shù)。這個(gè)輻射強(qiáng)度稱為。A.大氣質(zhì)量B.太陽(yáng)常數(shù)C.輻射強(qiáng)度D.太陽(yáng)光譜2 .太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最核心的器件是。A.控制器B.逆變器C.太陽(yáng)電池D.蓄電池3 .太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，指在電網(wǎng)失電情況下，發(fā)電設(shè)備仍作為孤立電源對(duì)負(fù)載供電這一現(xiàn)象。A.孤島效應(yīng)B.光伏效應(yīng)C.充電效應(yīng)D.霍爾效應(yīng)4 .在太陽(yáng)電池外電路接上負(fù)載后，負(fù)載中便有電流過(guò)，該電流稱為太陽(yáng)電池的。A.短路

2、電流B.開(kāi)路電流C.工作電流D.最大電流5 .地面用太陽(yáng)電池標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件為在溫度為25c下，大氣質(zhì)量為AM1.5的陽(yáng)光光譜，輻射能量密度為W/m2。A.1000B.1367C.1353D.11306 .蓄電池放電時(shí)輸出的電量與充電時(shí)輸入的電量之比稱為容量。A.輸入效率B.填充因子C.工作電壓D.輸出效率7 .蓄電池使用過(guò)程中，蓄電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為。A.自放電率B.使用壽命C.放電速率D.放電深度8 .在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽(yáng)電池方陣所發(fā)出的電力如果要供交流負(fù)載使用的話，實(shí)現(xiàn)此功能的主要器件是。A.穩(wěn)壓器B.逆變器C.二極管D.蓄電池9 .當(dāng)日照條件達(dá)到一定程度時(shí)，由于日

3、照的變化而引起較明顯變化的是。A.開(kāi)路電壓B.工作電壓C.短路電流D.最佳傾角10 .太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽(yáng)電池組件表面被污物遮蓋，會(huì)影響整個(gè)太陽(yáng)電池方陣所發(fā)出的電力，從而產(chǎn)生。A.霍爾效應(yīng)B.孤島效應(yīng)C.充電效應(yīng)D.熱斑效應(yīng)11 .當(dāng)控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制時(shí)，要求控制器具有輸入充滿斷開(kāi)和恢復(fù)接通的功能。如對(duì)12V密封型鉛酸蓄電池控制時(shí)，其恢復(fù)連接參考電壓值為。1A.13.2VB.14.1VC.14.5VD.15.2V12 .太陽(yáng)電池最大輸出功率與太陽(yáng)光入射功率的比值稱為。A.填充因子B.轉(zhuǎn)換效率C.光譜響應(yīng)D.串聯(lián)電阻二、填空題（本大題共5小題，共10空，每空1分，共10分）1 .

4、光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池組件將電池組件（SolarModule）是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實(shí)現(xiàn)的一種材料，在廣大的無(wú)電地區(qū)，該裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活供電，也可以與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。2 .獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：3 .填充因子：之比。三、名詞解釋（本大題共2小題，共12分）1 .雙極硫酸鹽化、H+抑制原理2 .日照時(shí)間、日照時(shí)數(shù)、平均日照時(shí)數(shù)、峰值日照時(shí)數(shù)四、簡(jiǎn)述題（本大題共4小題，每小題8分，32分）1 .簡(jiǎn)述光生伏打效應(yīng)。2 .為什么VRLA蓄電池在使用過(guò)程中不需加水維護(hù)？3 .太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)要求光伏控制器有哪些基本功能？4 .簡(jiǎn)述準(zhǔn)正弦波逆變器。五、綜合題（

5、本大題共34分）1 .（本題16分）下圖是并聯(lián)型控制器電路圖，敘述其工作原理。2 .（本題18分）設(shè)計(jì)太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)。濟(jì)南地區(qū)，負(fù)載輸入電壓24V功耗34.5W,每天工作時(shí)數(shù)8.5h,保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天。兩個(gè)連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最短天數(shù)為20天。濟(jì)南地區(qū)峰值日照時(shí)數(shù)約為3.424h。320XX級(jí)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)答案一.選擇題1.B2,C3.A4.C5.A6.D7,D8.B9.C10.D11.A12.B二.填空題1 .太陽(yáng)能電能P-V轉(zhuǎn)換2 .光伏陣列光伏控制器蓄電池組逆變器.負(fù)載3 .三、名詞解釋1 .雙極硫酸鹽化：蓄電池放電過(guò)程將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵觯?fù)極失去電子被氧化為硫酸鉛，正極得

6、到電子還原為硫酸鉛。由于兩極活性物質(zhì)均轉(zhuǎn)化為PbSO4,所以常稱為雙極硫酸鹽化”理論。H+抑制原理：蓄電池在充電末期，負(fù)極產(chǎn)生的氫氣通過(guò)改變負(fù)極合金配方，采用新的合金材料（如鉛鈣合金），使氫在這種材料上放電（得電子）的電位提高了。這樣氫離子在陰極放電得到抑制，不易產(chǎn)生氫氣了。這種陰極合金工藝稱為H+抑制原理。2 .日照時(shí)間：是指太陽(yáng)光在一天當(dāng)中從日出到日落實(shí)際的照射時(shí)間。日照時(shí)數(shù)時(shí)：指在某個(gè)地點(diǎn)，一天當(dāng)中太陽(yáng)光達(dá)到一定副照度（一般以氣象臺(tái)測(cè)定的120W/m2為標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)一直到小于此輻照度所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，日照時(shí)數(shù)小于日照時(shí)間。平均日照時(shí)數(shù)：是指某地的一年或若干年的日照時(shí)數(shù)總和的平均值。例如，某地20

7、XX年到20XX年實(shí)際測(cè)量的年平均日照時(shí)數(shù)時(shí)2053.6h,日平均日照時(shí)數(shù)就是5.63h。峰值日照時(shí)數(shù)：是將當(dāng)?shù)氐妮椛淞?，折算成?biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件，（輻照度1000W/m2）下的時(shí)數(shù)。例如，某地某天的日照時(shí)間是8.5h,但不可能在這8.5h中太陽(yáng)的輻照度都是1000W/m2。而是從弱到強(qiáng)再?gòu)膹?qiáng)到弱變化的。例：若測(cè)得這天累計(jì)的太陽(yáng)輻射量時(shí)3600W/m2,則這天的峰值日照時(shí)數(shù)就是3 .6h。四.簡(jiǎn)答題1 .所謂光生伏打效應(yīng)就是當(dāng)物體受光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。當(dāng)兩種不同材料所形成的結(jié)受到光輻照時(shí)，結(jié)上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。它的過(guò)程先是材料吸收光子的能量，產(chǎn)生數(shù)量相等的正、

8、負(fù)電荷，隨后這些電荷分別遷移到結(jié)的兩側(cè)，形成偶電層。光生伏打效應(yīng)雖然不是瞬時(shí)產(chǎn)生的，但其響應(yīng)時(shí)間是相當(dāng)短的。2 .為什么VRLA蓄電池在使用過(guò)程中不需加水維護(hù)？VRLA蓄電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進(jìn)，正極板采用鉛鈣合金或鉛鎘合金、低睇合金，負(fù)極板采用鉛鈣合金，隔板采用超細(xì)玻纖隔板，并使用緊裝配和貧液設(shè)計(jì)工藝技術(shù)，整個(gè)VRLA蓄電池化學(xué)反應(yīng)密封在塑料蓄電池殼內(nèi)，出氣孔上設(shè)有單向的安全閥。這種結(jié)構(gòu)的蓄電池，在規(guī)定充電電壓下進(jìn)行充電時(shí).正極析出的氧（02）可通過(guò)隔4板通道傳送到負(fù)極板表面，還原為水（H20）,由于VRLA蓄電池采用負(fù)極板比正極多出10%的容量，使氫氣析出時(shí)電位提高，正極出現(xiàn)氧氣先

9、于負(fù)極出現(xiàn)氫氣，氧氣通過(guò)隔板通道或頂部到達(dá)負(fù)極，負(fù)極被氧化成硫酸鉛，經(jīng)過(guò)充電又轉(zhuǎn)變成海綿狀鉛.這是VRLA蓄電池特有的防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電，延長(zhǎng)蓄電池壽命；防止電池板或光伏方陣、蓄電池極性接反；防止負(fù)載、控制器、逆變器和其他設(shè)備內(nèi)部短路；具有防雷擊引起的擊穿保護(hù)；具有溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?；顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)，包括蓄電池（組）電壓、負(fù)載狀態(tài)、光伏方陣工作狀態(tài)、輔助工作狀態(tài)、輔助電源狀態(tài)、環(huán)境溫度狀態(tài)、故障報(bào)警等。4.簡(jiǎn)述準(zhǔn)正弦波逆變器。逆變器根據(jù)波形主要分兩類：一類是正弦波逆變器；另一類是方波逆變器。正弦波逆變器輸出的是同日常使用的電網(wǎng)一樣甚至更好的正弦波交流電，因?yàn)樗淮嬖陔娋W(wǎng)中的電

10、磁污染。方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時(shí)產(chǎn)生，這樣對(duì)負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。同時(shí)其負(fù)載能力差，僅為額定負(fù)載的40%60%,不能帶感性負(fù)載。如所帶的負(fù)載過(guò)大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流人負(fù)載中的容性電流增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞負(fù)載的電源濾波電容。針對(duì)上述缺點(diǎn)，近年來(lái)出現(xiàn)了準(zhǔn)正弦波(或稱改良正弦波、修正正弦波、模擬正弦波等)逆變器，其輸出波形從正向最大值到負(fù)向最大值之間有一個(gè)時(shí)間間隔，使用效果有所改善，但準(zhǔn)正弦波的波形仍然是由折線組成，屬于方波范疇，連續(xù)性不好。總的來(lái)說(shuō)，正弦波逆變器提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動(dòng)任何種類的負(fù)載，但技術(shù)要求和

11、成本均高。準(zhǔn)正弦波逆變器可以滿足大部分的用電需求，效率高，噪聲小，售價(jià)適中，因而成為市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品。方波逆變器的制作采用簡(jiǎn)易的多諧振蕩器，其技術(shù)屬于20世紀(jì)50年代的水平，將逐漸退出市場(chǎng)。五.綜合題1.并聯(lián)型控制器：也叫旁路型控制器，它是利用并聯(lián)在太陽(yáng)能電池兩端的機(jī)械或電子開(kāi)關(guān)器件控制充電過(guò)程。一般用于小型、小功率系統(tǒng)。S1是并聯(lián)在太陽(yáng)電池方陣的輸出端，當(dāng)蓄電池電壓大于充滿切離電壓”時(shí)，S1導(dǎo)通，同時(shí)一極管D1截止，則太陽(yáng)電池方陣的輸出電流直接通過(guò)S1短路泄放，不再對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，從而保證蓄電池不會(huì)出現(xiàn)過(guò)充電，起到過(guò)充電保護(hù)”作用。D1為防反充電二極管”，只有當(dāng)太陽(yáng)電池方陣輸出電壓大于蓄電

12、池電壓時(shí)，D1才能導(dǎo)通，反之D1截止，從而保證夜晚或陰雨天氣時(shí)不會(huì)出現(xiàn)蓄電池向太陽(yáng)電池方陣反向充電，起到放反向充電保護(hù)”作用。開(kāi)關(guān)器件S2為蓄電池放電開(kāi)關(guān)，當(dāng)負(fù)載電流大于額定電流出現(xiàn)過(guò)載或負(fù)載短路時(shí)，S2關(guān)斷,起到輸出過(guò)載保護(hù)”和輸出短路保護(hù)”作用。同時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓小于過(guò)放電壓”時(shí)，S2也關(guān)斷，進(jìn)行過(guò)放電保護(hù)5D2為防反接二極管”，當(dāng)蓄電池極性接反時(shí)，D2導(dǎo)通使蓄電池通過(guò)D2短路放電，產(chǎn)生很大電流快速將保險(xiǎn)絲BX燒斷，起到防蓄電池反接保護(hù)”作用。檢測(cè)控制電路隨時(shí)對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電壓大于充滿切離電壓”時(shí)使S1導(dǎo)通進(jìn)行過(guò)充電保護(hù)”；當(dāng)電壓小于過(guò)放電壓”時(shí)使S2關(guān)斷進(jìn)行過(guò)放電保護(hù)2.設(shè)計(jì)要求：濟(jì)南地區(qū)，負(fù)載輸入電壓24V功耗34.5W,每天工作時(shí)數(shù)8.5h,保證連續(xù)陰雨天數(shù)7天。兩個(gè)連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最短天數(shù)為20天。濟(jì)南地區(qū)近二十年年均輻射量107.7Kcal/cm2,經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算濟(jì)南地區(qū)峰值日照時(shí)數(shù)約為3.424h;負(fù)載日耗電量QF=(34.5/24)8.5=12.2Ah所需濟(jì)南先鋒太陽(yáng)能組件的總充電電流1=1.05>12.2/(3.4240.85)=4.4A1.